Search academic texts

Registration Number

0524U000278, Doctoral dissertation

Status

Доктор технічних наук, 05.11.13, Прилади і методи контролю та визначення складу речовин

Date

04-09-2024

popup.evolution

o

Title

Theoretical and practical principles of non-destructive control of thermal radiation and thermophysical properties of materials and products

Author

Oleg L. Dekusha, Кандидат технічних наук

popup.advisor Vitalii P. Babak
popup.opponent Volodymyr A. Romaka
popup.opponent Yurii V. Kuts
popup.opponent Ievgen O. Zaitsev
popup.review Nataliia M. Fialko
popup.review Vladimir S. Eremenko
popup.review Artur O. Zaporozhets

Description

Дисертаційна робота присвячена розвитку теоретичних засад неруйнівного контролю, розробленню та практичному застосуванню засобів та методів комплексного контролю терморадіаційних й теплофізичних характеристик матеріалів і виробів при проведенні обстеження теплоізоляційної оболонки будівель та споруд як складової частини енергоаудиту. В роботі сформовано концептуальний підхід до комплексного контролю терморадіаційних та теплофізичних характеристик матеріалів та виробів, який ґрунтується на моделях полів інформативних параметрів та статистичних методах опрацювання даних. Розглянуто математичну модель кліматичної компоненти метеорологічного поля при контролі теплового опору, з метою оцінювання основних факторів та метеорологічних параметрів, що впливають на теплообмін в будівлях. Запропонована комп’ютерна модель процесу складного радіаційного та конвективно-кондуктивного теплообміну при контролі теплофізичних характеристик оболонки будівлі з урахуванням місць встановлення сенсорів і впливу їх параметрів на результат контролю. Показано вплив зміни коефіцієнта емісії сенсорів теплового потоку на результати визначення теплового опору зовнішньої оболонки будівлі. Запропоновано метод корекції результатів вимірювання теплового потоку шляхом компенсації температурного дрейфу, що дає змогу зменшити невизначеність результатів вимірювання теплового потоку в натурних умовах. Розвинуто науково-практичні засади створення нових сенсорів теплового потоку для виконання вимірювань густини теплового потоку в діапазоні 1–10 Вт/м2 за наявності дрейфу температури. Розроблено диференційний калориметричний метод експрес-контролю коефіцієнту емісії поверхонь матеріалів та покриттів. Суть методу полягає у порівнянні теплових потоків, що визначаються у двох вимірювальних комірках сенсорами теплового потоку, поверхні яких мають різні коефіцієнти емісії, та за постійної температури обох комірок, що забезпечується за допомогою нагрівного елементу. Для аналізу факторів впливу при реалізації диференційного калориметричний методу контролю коефіцієнту емісії було проведено комп’ютерне CFD моделювання процесів складного радіаційного та конвективно-кондуктивного теплообміну як в кожній окремій вимірювальній комірці, так і в прототипу приладу. За результатами моделювання проведено аналіз залежності вимірюваного значення коефіцієнту емісії від диференціального теплового потоку. Отримана залежність є калібрувальною характеристикою приладу. Розроблено комбіновану методику контролю теплового опору оболонки будівлі. Методика поєднує в собі тепловізійний якісний аналіз температурних полів оболонки будівлі, з кількісними контактними вимірюваннями значень поверхневої густини теплового потоку та температури у визначених зонах оболонки будівлі. Розроблено систему контролю теплового опору та програмний пакет реєстрації та опрацювання інформації. За рахунок модульної побудови системи і використання різних модифікацій сенсорів теплового потоку та методу корекції результатів визначення теплового потоку забезпечено можливість проведення контролю одночасно в 40 зонах та на об’єктах, що мають складну форму. Створено прилад для експрес-контролю коефіцієнту емісії поверхонь матеріалів, в основу якого покладено розроблений диференціальний метод. Прилад дозволяє проводити дослідження енергоефективних матеріалів та покриттів з коефіцієнтом емісії в діапазоні від 0,05 до 1,0 з розширеною невизначеністю 0,02. Проведено моделювання процесів теплообміну в установці для радіаційного калібрування сенсорів теплового потоку та визначення терморадіаційних характеристик. За результатами комп’ютерного моделювання процесів складного радіаційного та конвективно-кондуктивного теплообміну в калібрувальній системі встановлено границі робочої зони із рівномірним розподілом густини теплового потоку, що дало можливість знизити невизначеність результатів калібрування та розширити нижню межу діапазону вимірювання густини теплового потоку. Запроваджено комплексний підхід до визначення метрологічних характеристик біметалевих та напівпровідникових сенсорів теплового потоку, які найчастіше використовуються для контролю теплового опору огороджувальних конструкцій. Визначено такі характеристики: коефіцієнт перетворення, залежність коефіцієнта перетворення від температури, час відгуку сенсора, коефіцієнт емісії поверхні сенсора. Проведено оцінку невизначеності результатів вимірювання теплового опору оболонки будівлі та порівняння отриманої оцінки невизначеності з стандартом ISO 9869, відповідно до якого розширена невизначеність лежить в межах від 14% до 28%, шляхом оцінки достовірності. Експериментально досліджено терморадіаційні характеристики алюмініду титану, різних видів скла та покриттів.

Registration Date

2024-08-27

popup.nrat_date

2024-08-27